原子团簇的液气相变和负热容现象实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1632143
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3203.兰州重离子加速器
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The atomic cluster is one of typical representatives of finite small systems comprising several to hundreds of atom units. Convincing prediction has been obtained from the micro-canonical ensemble theory that there are rich non-thermodynamical limit effects in atomic clusters under high temperature extreme conditions, such as liquid-gas phase transition and negative heat capacity. The study of phase transition in atomic clusters has recently attracted a strong interest from theoretical and experimental communities. But up to now, a theoretical thermodynamics framework for finite small systems is still under construction, in which the requirement of thermodynamical limit is not met. In order to accurately constitute the theoretical framework, it is very significative to experimentally study these non-thermodynamical limit effects. The aim of this program is to experimentally study the liquid-gas phase transition and negative heat capacity in an atomic cluster system based on the heavy ion accelerator of IMP. The fullerene molecules (C60/C70) will be selected as model systems because experiments on fullerene molecules are much easier than other cluster systems. We plan to induce the fulleren molecules to undergo excitation, ionization, evaporation, and multi-fragmentation using heavy ions with different energies and different species. The recoil ions, the projectile particles, and the ejected electrons will be measured using an event-by-event mode and an ion-velocity map imaging technique. The informations (excitation energy, excitation temperature, and initial charge state) of parents prior to fragmentation will be extracted by analyzing the recorded data. Based on the measured relation between excitation energy and temperature of parent and the fragment distribution behavior, we will experimentally confirm whether there occur a liquid-gas phase transition and a negative heat capacity in fragmenting atomic cluster systems.
原子团簇是由多个原子组成的有限小系统,理论预言在高温极端条件下它会呈现出诸多非热力学极限效应下的物理现象,例如液气相变和负热容。目前用来描述有限小系统的热力学理论框架仍在构建之中,实验研究这些非热力学极限下的物理现象对正确构建这一新型理论具有重要的指导意义。本项目拟基于中科院近代物理研究所建成的重离子加速器开展原子团簇的液气相变和负热容现象的实验研究。计划选取实验室容易操纵的碳富勒烯分子(C60/C70)作为原子团簇的模型系统;采用不同种类和不同入射能量的离子炮弹诱导其发生激发、电离、蒸发碎裂和多重碎裂过程;基于动量谱仪和符合测量技术实现反冲离子、出射电子和散射离子的符合测量;通过数据关联分析获得母体碎裂前的激发能、激发温度和碎裂后的碎片尺寸分布。实验测定的母体激发能和碎片尺寸分布随母体温度的变化关系,将成为检验原子团簇发生碎裂相变时是否具有液气相变特征和是否存在负热容现象的实验依据。

结项摘要

依托本基金项目,完成了实验装置的改进、整体联调和测试。利用改进的实验装置开展了原子团簇的电离和碎裂相变的物理实验研究、以及对影响此类实验精度的各实验技术环节的因素进行了定量评估,具体研究进展如下:1.测量了气相C60分子束从溢出束向定向束的流态转变;发现了分子束在定向流态中平动能无法被冷却的奇特现象,这一现象暗示了流态传输中存在明显的分子内环境效应;这些实验观察促使我们修正广泛应用50年的分子流速度分布方程。2.对气相原子团簇的电离和碎裂实验中的弱电荷效应进行了实验测定,量化了影响速度成像谱仪分辨能力的极限离子密度约为5*10^6 ions/cm3;如此弱的空间电荷效应在传统的飞行时间质谱实验中通常是被忽略的。3.提出了一个准确实验评估速度成像探测器是否饱和的方法,量化了不同的实验条件下探测器可接受的最大离子流密度。4.基于实验测量到的一个新颖的时间切片二维位置影像(影像中每个离子的种类和来源均可以很好的鉴别),并结合我们发展的C60分子竞争衰变模型,提出了一个准确测定母体离子发生碎裂相变前所对应的绝对内能和绝对光吸收截面的新方法;该方法可以扩展应用到与C60分子具有类似衰变行为的其它原子团簇和复杂分子体系。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
复杂颗粒状物质中微量元素的LIBS稳定性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    激光与光电子学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龚书航;钱东斌;苏茂根;赵冬梅;孙对兄;吴超;王永强;马新文
  • 通讯作者:
    马新文
Time-resolved photoion imaging spectroscopy: Determining energy distribution in multiphoton absorption experiments
时间分辨光子成像光谱:确定多光子吸收实验中的能量分布
  • DOI:
    10.1063/1.5017000
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Chemical Physics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    D. B. Qian;F. D. Shi;L. Chen;S. Martin;J. Bernard;J. Yang;S. F. Zhang;Z. Q. Chen;X. L. Zhu;X. Ma
  • 通讯作者:
    X. Ma
Regime change and transitional regime behavior of C60 molecular beams
C60分子束的状态变化和过渡状态行为
  • DOI:
    10.1016/j.cplett.2017.11.002
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    D.B. Qian;X.J. Zhang;D.C. Zhang;S.F. Zhang;J. Yang;R. Cheng;X.L. Zhu;X. Ma
  • 通讯作者:
    X. Ma
Nonlinear response of phosphor screen used in velocity map imaging spectrometry
速度图成像光谱测定中荧光屏的非线性响应
  • DOI:
    10.1016/j.ijms.2019.04.007
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    International Journal of Mass Spectrometry
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Li Yu Fan;Zhao Dong Mei;Zhou Wen Chang;Qian Dong Bin;Yang Jie;Zhang Shao Feng;Zhu Xiao Long;Ma Xin Wen
  • 通讯作者:
    Ma Xin Wen
Weak space charge effects in laser multiphoton ionization of a rarefied gas beam of heavy species
重物质稀薄气体束激光多光子电离中的弱空间电荷效应
  • DOI:
    10.1016/j.ijms.2019.03.004
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    International Journal of Mass Spectrometry
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Zhou Wen Chang;Zhao Dong Mei;Qian Dong Bin;Li Yu Fan;Yang Jie;Shi Fu Dong;Zhu Yu Hao;Zhang Shao Feng;Zhu Xiao Long;Wu Yong;Ma Xin Wen
  • 通讯作者:
    Ma Xin Wen

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Orientation effect in Ar dimer fragmentation by highly charged ion impact
高电荷离子撞击 Ar 二聚体断裂中的取向效应
  • DOI:
    10.1088/1361-6455/aacfed
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱小龙;闫顺成;冯文天;马新文;啜晓亚;郭大龙;高永;张瑞田;张鹏举;张少锋;赵冬梅;许慎跃;汪寒冰;黄忠魁;钱东斌
  • 通讯作者:
    钱东斌
低能He~(2+)入射He原子转移电离实验中出射电子成像研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张鹏举;马新文;朱小龙;张少峰;刘惠萍;许慎跃;钱东斌;李斌;闫顺成
  • 通讯作者:
    闫顺成
基于HIAF的极端条件原子物理:从强库仑场到超越临界电磁场的量子电动力学效应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马新文;张少锋;汶伟强;杨杰;朱小龙;钱东斌;闫顺成;张鹏鸣;郭大龙;汪寒冰;黄忠魁
  • 通讯作者:
    黄忠魁
纳秒激光诱导C_(60)分子碎裂中轻碎片离子C_n~+(n
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘惠萍;钱东斌;汶伟强;张大成;马新文;祖凯玲
  • 通讯作者:
    祖凯玲
C60多重碎裂中碎片尺寸分布研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱东斌
  • 通讯作者:
    钱东斌

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

钱东斌的其他基金

天体物理兴趣驱动下的富勒烯分子基本热力学性质的实验研究
  • 批准号:
    11974359
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多电荷态原子团簇发生碎裂相变时的电荷效应研究
  • 批准号:
    U1232122
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    68.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
高温极端条件下富勒烯分子的崩坍相变和稳定性实验研究
  • 批准号:
    10904152
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码